Les produits volcaniques constituent des archives précieuses pour étudier l'histoire géologique d'une région : leurs compositions chimiques et minéralogiques sont liées aux processus de genèse et de transport des magmas, tandis que la fréquence des éruptions reflète des changements sur le long terme des processus magmatiques. Nous présentons une synthèse des travaux réalisés ces dernières années dans les Andes du Nord qui améliorent la compréhension des relations entre le volcanisme, la tectonique et le contexte géodynamique régional.
Dans la cordillère équatorienne, nous avons daté (K-Ar sur des laves et des ponces) les unités clés d'une trentaine de volcans associés à l'arc actif. Lors des éruptions majeures, les cendres volcaniques sont transportées par les vents vers l'océan Pacifique. De nombreux niveaux de cendres sont ainsi préservés dans les séquences sédimentaires marines. Ces archives couvrent une période de temps de ~10 Ma nous permettant d'affiner le catalogue des éruptions majeures et d'étudier l'évolution de la signature chimique des magmas depuis le Miocène.
Nous montrons que (1) le volcanisme du nord Pérou a perduré au moins jusqu'au Pliocène inférieur avant de s'éteindre en raison de l'horizontalisation du slab, (2) plusieurs périodes d'activité explosive aux Galápagos témoignent d'interactions point chaud-dorsale océanique, (3) la faille de Pallatanga est active depuis plus de 350 ka et présente une vitesse de cisaillement de 3,3 à 10 mm/an au cours des derniers 6 ka, et (4) l'activité de l'arc nord-andin actif actuellement a commencé dès 4,6 Ma, s'est intensifiée avec la construction des stratovolcans quaternaires vers 1,5 Ma, et a augmenté significativement depuis ∼600 ka.
Nous montrons que l'activité volcanique nord andine et les changements géodynamiques régionaux (subduction d'un plateau océanique depuis le début du Pliocène, anomalie thermique et changement géométrique de la plaque en subduction, activation des failles crustales régionales, etc.) sont synchrones. La répartition des volcans est liée en premier lieu à la géométrie du slab, mais semble également être guidée par des sutures et des mécanismes profonds (nature des fluides, hétérogénéités mantelliques, etc.), tandis que la néotectonique aurait un rôle secondaire, et influencerait principalement la morphologie et la stabilité des édifices (dissymétries, effondrements de flancs, etc).